Un agujero negro «eructa» a la mitad de la velocidad de la luz, años después de devorar una estrella

Zoom / Ilustración artística de un evento de perturbación de marea cuando un agujero negro supermasivo hace girar una estrella.

DESY, Laboratorio de Comunicación Científica

En octubre de 2018, los astrónomos detectaron el brillo brillante de una estrella desgarrada por un agujero negro 20 millones de veces más grande que nuestro sol, a 665 millones de años luz de distancia, el llamado «evento de perturbación de marea(TDE) doblado AT2018hyz. Pero aparte de eso, el evento parecía normal y después de unos meses de observar el agujero negro en luz visible, el TDE se desvaneció y los astrónomos continuaron. Pero AT2018hyz tenía una sorpresa guardada. Después de casi tres años, el agujero negro volvió repentinamente a la vida, desconcertando a los astrónomos, según A. nuevo papel Publicado en The Astrophysical Journal.

“Esto nos sorprendió por completo, nadie había visto nunca algo así”, coautor dijo Yvette Sindis Del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. Ella comparó el comportamiento de alimentación inusual de un agujero negro con «eructar» después de comer una comida pesada. «Es como si este agujero negro de repente hubiera comenzado a eructar un montón de material de la estrella que se lo comió hace años». Esto indica que el flujo retrasado es más común de lo que los astrónomos esperaban previamente. El grupo continuará monitoreando TDE a medida que se desarrolle, y está realizando un estudio sistemático de una muestra mucho más grande de TDE.

como somos mencioné anteriormenteEs un error común pensar que los agujeros negros se comportan Como aspiradoras cósmicas, absorben con avidez cualquier sustancia a su alrededor. De hecho, solo las cosas más allá del horizonte de eventos, incluida la luz, son tragadas y no pueden escapar, aunque los agujeros negros también son comedores caóticos. Esto significa que parte de la sustancia corporal ya ha sido expulsada en un fuerte chorro.

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En un TDE, la estrella (o «espagueti») es cortada por las fuertes fuerzas gravitatorias de un agujero negro fuera del horizonte de sucesos, y una parte de la masa original de la estrella es expulsada violentamente hacia el exterior. Este, a su vez, puede formarse anillo giratorio del material (también conocido como disco de acumulación) alrededor del agujero negro que emite potentes rayos X y luz visible. Los chorros son una forma en que los astrónomos pueden inferir indirectamente la existencia de un agujero negro. Las emisiones de salida generalmente ocurren poco después de TDE.

Cuando AT2018hyz se detectó por primera vez y los radiotelescopios no detectaron ninguna señal de la emisión de material de transmisión durante los primeros meses. Según Cendes, eso es cierto para aproximadamente el 80 por ciento de los TDE, por lo que los astrónomos han seguido adelante, prefiriendo usar el precioso tiempo del telescopio para obtener objetos más interesantes. Pero en junio pasado, Cendes y su grupo decidieron regresar a varios TDE de los últimos años que no habían mostrado emisiones antes, utilizando datos de radio del Very Large Array (VLA). Y he aquí que AT2018hyz estaba iluminando el cielo una vez más.

Zoom / La «loca» curva de luz intermitente del AT2018hyz.

Y. Cendes et al., 2022

«Hemos estado estudiando TDE con radiotelescopios durante más de una década y, a veces, descubrimos que emite fluorescencia en las ondas de radio cuando arroja material cuando un agujero negro consume la estrella por primera vez». El coautor Edo Berger dijo:, astrónomo de la Universidad de Harvard y del Centro de Astrofísica. «Pero en AT2018hyz, hubo silencio de radio durante los primeros tres años, y ahora está dramáticamente iluminado para convertirse en uno de los TDE de radio más brillantes de la historia».

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El siguiente paso fue avanzar en lo que se conoce como «tiempo estimado de salida» en varios telescopios diferentes en un amplio espectro de longitudes de onda. «Cuando encuentras algo tan inesperado, no puedes esperar al ciclo regular de propuestas de telescopios para observarlo». Cyndis dijo. Esas solicitudes fueron aceptadas de inmediato, proporcionando al equipo datos del VLA, el Observatorio ALMA en Chile, MeerKAT en Sudáfrica, el Australian Telescope Compact Array (ATCA) en Australia, así como el Observatorio Espacial de Rayos X Chandra y el Observatorio Neil Gehrells Swift. .

El análisis de todos esos datos reveló que AT2018hyz arrojaba material a la friolera de 1,4 milijanskiy a 5 GHz. «Para los que no hablan por radio, ¡esta es Hella Bright!» Cyndis tuiteó En una serie explicativa el pasado mes de junio cuando salió la versión inicial, llamó «El mayor descubrimiento de mi vida. Este es su comienzo Visto antes de TDE, ciertamente no fue unos años tarde. (Dato curioso: Cendes y su esposo también conocido como embarcadero AT2018hyz—una abreviatura de «Jetty McJetFace».)

TDE fue un evento continuo tan recientemente como en abril pasado. «Creemos que este es material estelar que estuvo presente en un disco de acreción después de que se desmenuzó». Cyndis tuiteó el dia de ayer. Pero por qué tomó dos años para que ocurriera esta afluencia loca es un misterio”.

Una posibilidad, según el Cendes, es que la densidad de salida haya cambiado repentinamente, pero los datos no lo respaldan. Tampoco respalda la posibilidad de que un avión haya ocurrido poco después del TDE, pero los astrónomos no lo detectaron de inmediato porque no estaba dirigido a la Tierra. La luz aumentó muy rápidamente. Cendes también consideró la posibilidad de que salidas separadas interactúen de manera inusual, pero concluyó que tampoco es un escenario probable.

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«El escenario más probable es algo llamado ‘cambio de estado’, donde el disco de acreción alrededor del agujero negro se mueve hacia otro tipo de flujo de salida». Cyndis tuiteó. «Vemos esto alrededor de los agujeros negros más pequeños en nuestra galaxia con estrellas donantes que les dan material llamado binarias de rayos X. Entonces, si estos cambios pueden ocurrir en agujeros negros de tamaño estelar en nuestras galaxias, ¿por qué no alrededor de agujeros negros supermasivos que obtuvieron un inyección?¿De una sustancia de una estrella?

Pero si ese es el caso, debe haber un exceso significativo de rayos X, y los datos tampoco muestran eso. «¿Dónde nos deja eso? ¡No lo sabemos!» Cyndis concluyó. «¿Qué éramos? un acto Sé que AT2018hyz está haciendo algo inesperado y nunca antes visto en un agujero negro, y continuaremos monitoreándolo con todo lo que tenemos. Esperamos que las notas adicionales nos ayuden a desentrañar los misterios».

DOI: El diario astrofísico, 2022. 10,3847/1538-4357/ac88d0 (Acerca de los DOI).

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